Кора выветривания

На дневной поверхности происходит постоянное преобразование минералов и горных пород под воздействием экзогенных факторов (воды, различных видов радиации, ветра, организмов и др.). Этот процесс называется выветривание. Результатом выветривания является кора выветривания — комплекс вторичных, обычно рыхлых горных пород, возникших в верхних приповерхностных частях литосферы в результате преобразования магматических, метаморфических и осадочных пород под влиянием внешних процессов. По вещественному составу кора выветривания представляет собой структурированный элювий — преобразованные толщи, постепенно сменяющиеся вниз исходной горной породой. Однако фактически сюда относятся также образования, элювиальные в своей основе, но утратившие эти признаки за счет вертикальных перемещений вещества, взаимодействий минералов, инфильтра-ционных процессов и др.

Обычно выделяют продукты выветривания, созданные преимущественно за счет физического разрушения горных пород (включая морознонивационные процессы), химического и биогенного преобразования. Такое подразделение условно, ибо во всех случаях кора выветривания является комплексным образованием.

На формирование коры выветривания влияют климат, рельеф и состав материнских пород. Климат регулирует скорости процессов выветривания, определяя мощности отдельных горизонтов и толщи в целом. Рельеф контролирует водный режим и характер перераспределения вещества. Состав материнских пород влияет на формирование минералов коры выветривания и остаточные продукты. Исходя из этого, выделяют геохимические типы коры выветривания: латеритный, сиалитный, окисленных руд, обломочный. В зависимости от минерального состава конечных продуктов в пределах данных типов выделяют виды кор выветривания: гиббситовый, каолинитовый, монтмориллонитовый, сульфидный и др.

Б. Б.Полынов, основоположник геохимии ландшафтов, в понятие «кора выветривания» включал кроме элювия и аккумулятивные разности (делювий, аллювий), находящиеся в стадии выветривания. Специфической частью элювия считаются почвы, а некоторые исследователи мощные коры выветривания экваториально-тропических областей даже идентифицируют с ними. Основным признаком, позволяющим отличить кору выветривания от почвы, обычно служит отсутствие в коре выветривания биогенной аккумуляции элементов под влиянием растений (гумусообразование), хотя при этом кора выветривания остается биокосной системой, в которой происходят важные процессы преобразования вещества живыми организмами.

Поведение элементов в коре выветривания зависит от их химических свойств, типа ландшафта и особенностей горных пород. Устойчивость минералов, в состав которых входят одни и те же элементы, неодинакова в различном климате. Например, кальцит (СаСО₃), гипс (CaSO₄×2Н₂О), доломит [CaMg(CO₃)₂] устойчивы в коре выветривания, формирующейся в аридном климате (образуются скопления этих минералов, вплоть до залежей), но неустойчивы (выщелачиваются) в гумидном климате.

Для коры выветривания характерны процессы окисления и гидратации. Окисление связано с изменением валентности некоторых элементов. Например, Fe, Mn и S в изверженных породах находятся в двухвалентной форме, а в коре выветривания, соответственно, в трехвалентной (Fe³⁺), четырехвалентной (Мn⁴⁺) и шестивалентной (S⁶⁺). Гидратация проявляется в том, что почти все минералы коры выветривания содержат воду — кристаллизационную или гидратную.

При интенсивном выветривании большая часть твердых составляющих коры переходит в глинистое вещество (размер частиц < 0,001 мм). При этом возрастает площадь соприкосновения частиц между собой, а также с водной средой и более активно происходят процессы ионного обмена.

Кора выветривания может формироваться среди различного рельефа, в любых гидроклиматических условиях и на разных горных породах (даже на искусственных образованиях). Различаются только ее мощность, состав и выраженность в ландшафте.

Мощность коры выветривания колеблется от нескольких десятков сантиметров до сотен метров.

В условиях теплого и относительно влажного климата, где преобладает химическое и биогенное выветривание, конечными продуктами являются глины. В арктических пустынях, пустынных и полупустынных районах кора выветривания состоит в основном из грубообломочного материала и песка. Зависимость процессов выветривания от водно-теплового режима определяет зональный характер в распределении кор выветривания: для экваториально-тропического пояса характерна латеритная кора, для полярных областей — обломочная.

В некоторых случаях тип коры выветривания не соответствует современным условиям. Обычно это свидетельствует о наличии реликтовой коры выветривания, образовавшейся в более ранние периоды геологической истории.

Процессы размыва, сноса и переотложения рыхлых продуктов выветривания действуют повсюду, но с разной скоростью. Верхние горизонты коры выветривания и сформировавшиеся на ней почвы смываются и накапливаются в понижениях рельефа.

Процесс выветривания неразрывно связан с денудацией — перемещением продуктов выветривания горных пород водой, ветром, льдом или под воздействием силы тяжести с более высоких уровней на более низкие.

При выветривании происходит не только разрушение, но и образование новых растворов, минералов, горных пород и полезных ископаемых. В вещественном составе кор выветривания и их профилях отражены особенности природных условий времени ко-рообразования, что позволяет восстанавливать физико-географические обстановки прошлых эпох.